陶瓷工业清洁生产的思考

陶瓷工业清洁生产的思考

1国外清洁生产的实践人类已经进入上世纪末。考虑到十月革命对人类环境的严重环境问题，他总结了多年的经验和教训，并将多年来的经验和教训结合起来，以提高环境和资源保护。在上个世纪初,曾以机器隆隆,烟囱林立,作为工业繁华的象征。随着工业革命的发展,人类对大自然的掠夺性破坏逐渐加剧,环境条件变得逐渐恶劣。大自然开始对人类进行报复,夏日出现极端高温,冬日出现极端低温,洪水肆虐世界各地,泥石流不断发生,温室效应持续全球气温不断上升,保护人类免受紫外线照射的臭氧层出现了空洞。人们逐渐意识到了保护环境的重要性,因此,清洁生产就成为了各个国家争相达到的新的生产目标。面对环境污染日趋严重,资源日趋短缺的局面,工业发达国家在对其经济发展过程进行反思的基础上,认识到不改变长期沿用的大量消耗资源和能源来推动经济增长的传统模式,单靠一些补救的环境保护措施,是不能从根本上解决环境问题的。美国国会1990年10月通过了“污染预防法”,把污染预防作为美国的国家政策,取代了长期采用的末端处理的污染控制政策,要求工业企业从源头上削减污染,包括:设备与技术改造、工艺流程改进、产品重新设计、原材料替代以及促进生产各环节的内部管理、减少污染物的排放,并在组织、技术、宏观政策和资金做了具体的安排。我国是发展中国家,经济实力有限,尽管也强调了经济发展要与环境协调发展,但是一度存在先破坏后治理的局面,而且治理的重点主要是在控制和减少生产终端的废物排放上,对生产过程的污染控制尚未全面开展,影响了工业的可持续发展。国家环保总局于1994年12月31日成立了“国家清洁生产中心”,并于1996年12月20日成立了全国清洁生产网络;九届全国人大常委会第28次会议通过了《中华人民共和国清洁生产促进法》,这部法律于2003年1月1日起实施,标志着我国将进入依法全面推行清洁生产的新阶段,也标志着我国推行和实施清洁生产走上法制化和规范化的轨道,必将对依法加快推行和实施清洁生产,促进经济社会可持续发展产生积极而深远的影响。从陶瓷工业的现状看,大部分企业分布在大、中、小城市郊区,污染点多、面广,大多数企业生产工艺落后,生产设计陈旧,既是能源、原材料的消耗大户,又是排放污染物的源头,严重影响陶瓷行业的整体形象,进而影响到陶瓷企业参预国际竞争的能力,由此,在陶瓷行业大力推行清洁生产是必要与可行的。本文就我国建筑卫生陶瓷企业进行清洁生产进行了分析研究,目的旨在与企业共同探讨清洁生产的必要与可能性,并尽快努力去实现清洁生产,减少资源的消耗,保护我们的居住环境。2环境污染问题清洁生产是指以节能、降耗、减污为目标,以管理技术为手段,实施工业生产全过程控制污染,使污染物的生产量、排放量最小化的一种综合措施。它不仅强调生产工艺的改进,同时强调对企业内部的统筹管理;不仅考虑原材料的充分利用,也考虑工业“三废”的有效处理,使企业达到节能、降耗、减轻对环境污染的目的。发达国家在上个世纪60年代和70年代初,由于经济快速发展,忽视对工业污染的防治,致使环境污染问题日益严重。公害事件不断发生,如日本的水俣病事件,对人体健康造成极大危害,生态环境受到严重破坏,社会反映非常强烈。环境问题逐渐引起各国政府的极大关注,并采取了相应的环保措施和对策。例如增大环保投资、建设污染控制和处理设施、制定污染物排放标准、实行环境立法等,以控制和改善环境污染问题,取得了一定的成绩。但是通过十多年的实践发现:这种仅着眼于控制排污口(末端),使排放的污染物通过治理后,达标再排放的办法,虽在一定时期内或在局部地区起到一定的作用,但并未从根本上解决工业污染问题。我国的建筑卫生陶瓷工业从上个世纪的八十年代初开始蓬勃发展,时至今日,建筑卫生陶瓷的产量已居世界第一。由于建筑卫生陶瓷的生产需要消耗大量的资源与能源,20多年来我国为此付出的代价也是巨大的。(1)矿产资源用量目前我国年生产建筑陶瓷墙地砖约为25亿平方米,年生产卫生洁具5600万件。每年需耗用多少原料,目前尚无权威数据,但可以由产量推算而出。建筑陶瓷平均为22kg/m2,卫生洁具则平均为15kg/件,由此为依据可计算出年产量约为6000万吨产品,考虑各种损耗,按1.5吨原料/1吨瓷计算,年需耗用天然矿物原料约为0.9亿吨;若再考虑年产140亿件的日用陶瓷,同时考虑每年有部分陶瓷原料的出口及加入WTO后加大陶瓷产品出口量,再考虑到我国在矿山开采方面造成的浪费,则年需开采量高达1.5亿吨以上。非金属矿产资源是不可再生的,这么大的非金属矿物用量,对于许多中小国家是无法支持的。即使中国,如果不做好资源的综合开发利用,不进行废渣、废弃物的利用研究,长期下去,既造成资源的枯竭,还会导致生态平衡被打破,环境被破坏。(2)柴油/姜片砖按现有的规模产量,每平方米墙地砖生产耗用柴油和电的平均数取3公斤柴油/平方米砖、5千瓦时/平方米砖,卫生洁具能耗按2500千卡/公斤计算,年用柴油量达1000万吨(用天然气或其它能源可进行换算),用电150亿千瓦时。如果按扩大出口产量计算,数量还要大。(3)年减少水资源量水的用量将不同产品进行加权平均,可按照1∶2.5计算,则每年需用水达4亿m3,而水资源在我国已越来越显得宝贵,因此减少用水量也成为建筑卫生陶瓷生产企业面临的挑战。(4)固体废气的产生在建筑卫生陶瓷企业存在三种废弃物:废水——建筑卫生陶瓷生产过程中要产生大量的含固体废水,主要来自冲洗废水和抛光线产生的废水。这些废水大多直接排放或是稍作沉淀处理后排放。一条年产100万m2的墙地砖生产线,每天产生约120吨废水,这些废水中除含有大量难以自然沉淀的固体悬浮物以外,还含有一定量的铅、镉、钡等生物毒性显著的重金属。废渣——包含两大块,一是固体粉尘,二是固体废渣。固体粉尘:建筑卫生陶瓷生产过程产生粉尘的主要来源有:原料的破碎和粉碎、筛分、配料、成型施釉、修坯以及各种运输过程、煤的燃烧等。其中,以原料的粗、中、细碎、配料、煤的燃烧以及耐火材料车间粉尘最为严重。粉尘对人体影响最大的是游离二氧化硅,游离二氧化硅的含量直接关系到尘肺的发生和发展,极大地影响到职工的身体健康,粉尘中游离二氧化硅的含量越高,则致尘肺组织进行性病变加快,其后果严重。如果粉尘中游离二氧化硅含量低于10%时,则上述病变发展较慢。根据广东佛山石湾卫生防疫站对企业的实际监控检测,在企业生产点产生的粉尘中检测到的游离二氧化硅含量为12.3～45.5%,平均33.18%,严重地影响到工人的身体健康。固体废渣:建筑卫生陶瓷企业生产中产生的固体废渣主要有废品、废泥及废渣,此外还有废模及废匣钵。建筑卫生陶瓷企业的废品在生产各个工序都可能产生。根据废品产生工序的不同,可分为生坯废品、施釉废品、素烧废品、烧成废品及彩烤废品等。据测算,我国仅墙地砖生产每年就产生457630吨生坯废品,烧成废品则更多达655970吨。建筑卫生陶瓷企业的废泥是指废水沉淀物,分含色釉料废泥和不含色釉料废泥两种,前者化学成分复杂,对环境影响比较大。建筑卫生陶瓷企业的废渣是墙地砖抛光磨边产生的,其成分主要是砂轮磨料中的碳化硅、碱金属化合物及可溶性盐类。建筑卫生陶瓷企业的废模及废匣钵是卫生瓷厂的废石膏模和烧成车间用于焙烧卫生的废匣钵。废气——建筑卫生陶瓷企业每天还要向空气中排放有害气体。建筑卫生企业生产中产生的废气主要源自于烧成过程,燃煤、燃油、燃煤气等产生的含SO2、NOx、CO以及微细固体碳粒的烟气通过烟囱排放到大气中。SO2是燃料中的硫在燃烧时氧化物的产物。1吨煤含5～30kg硫,燃烧后成倍生成SO2。SO2在空气中遇水成硫酸雾,其毒性比SO2高10倍。高标号重油含硫量较高,燃烧时同样产生SO2。NOx主要在燃料燃烧过程中生成,其中氮少量来自燃料,大部分是空气中的氮在高温下与氧化合生成。NOx的生成速度与燃烧过程中的最高温度及氧、氮浓度有关:NOx的浓度与气体在高温区停留的时间密切相关,停留时间越长,烟气中的NOx浓度越大。燃重油产生的烟尘的主要污染物是碳黑,它是不完全燃烧的产物。形成黑烟的原因,一是重油雾化后温度急剧升高到650℃以上时,重油易发生不对称裂化,形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒:二是重油油滴蒸发成油气后,高温下缺氧发生热解,产生含少量H2的油烟碳粒。为什么造成这么大的问题未能得到解决呢,其原因在于:第一,随着生产的发展和产品品种的不断增加,以及人们环境意识的提高,对工业生产所排污染物的种类检测越来越多,规定控制的污染物(特别是有毒有害污染物)的排放标准也越来越严格,从而对污染治理与控制的要求也越来越高,为达到排放的要求,企业要花费大量的资金,大大提高了治理费用,即使如此,一些要求还难以达到。第二,由于污染治理技术有限,治理污染实质上很难达到彻底消除污染的目的。因为一般末端治理污染的办法是先通过必要的预处理,再进行生化处理后排放。而有些污染物是不能生物降解的污染物,只是稀释排放,不仅污染环境,甚至有的治理不当还会造成二次污染;有的治理只是将污染物转移,废气变废水,废水变废渣,废渣堆放填埋,污染土壤和地下水,形成恶性循环,破坏生态环境。第三,只着眼于末端处理的办法,不仅需要投资,而且使一些可以回收的资源(包含未反应的原料)得不到有效的回收利用而流失,致使企业原材料消耗增高,产品成本增加,经济效益下降,从而影响企业治理污染的积极性和主动性。第四,实践证明,预防优于治理。根据日本环境厅1991年的报告,从经济上计算,在污染前采取防治对策比在污染后采取措施治理更为节省。例如就整个日本的硫氧化物造成的大气污染而言,排放后不采取对策所产生的受害金额是现在预防这种危害所需费用的10倍。以水俣病而言,其推算结果则为100倍。可见两者之差极其悬殊。据美国EPA统计,美国用于空气、水或土壤等环境介质污染控制总费用(包括投资和运行费),1972年为260亿美元(占GNP的1%),1987年猛增至850亿美元,80年代末达到1200亿美元(占GNP的2.8%)。如杜邦公司每磅废物的处理费用以每年20～30%的速率增加,焚烧一桶危险废物可能要花费300～1500美元。即使如此之高的经济代价仍未能达到预期的污染控制目标,末端处理在经济上已不堪重负。因此,发达国家通过治理污染的实践,逐步认识到防治工业污染不能只依靠治理排污口(末端)的污染,要从根本上解决工业污染问题,必须“预防为主”,将污染物消除在生产过程之中,实行工业生产全过程控制。上个世纪70年代末期以来,不少发达国家的政府和各大企业集团(公司)都纷纷研究开发和采用清洁工艺(少废无废技术),开辟污染预防的新途径,把推行清洁生产作为经济和环境协调发展的一项战略措施。3领导人的想法和对策3.1无废开采强调了综合利用实现无废开采矿山(即实现矿山开采的清洁生产)是从源头上实现清洁生产的第一步。建筑卫生陶瓷工业使用的陶瓷原料主要是无机非金属矿资源,而无机非金属矿资源在地球上存在的方式粗略区分主要有两大方式,一是作为有色金属矿资源的伴生物;二是作为独立的非金属矿资源存在,其中可以是单矿也可以是复合矿。矿产资源是不可再生的,尽量少用或充分利用,是目前世界上较为流行的做法,为了地球的可持续发展,任何人都应该这样做。作为世界上最大的发展中国家更应该带好这个头。以往,为了获得某种原料,在开采时,就将需要的部分进行保留,其他的一概放弃,使得利用率极为低下,造成严重的浪费,同时又破坏了生态平衡。矿山的无废开采强调的是综合利用或称之为充分利用。目前在我国已展开了这方面的研究,并取得了较好的效果。比如江西德兴市的铜矿开采,其含铜率为4～5%,其他少量含有金、铌、银等金属,绝大多数为无机非金属矿,用一句通俗的语言可以表达开采的现状,即挖掉一座山,又堆起一座山,为了实现无废矿产开采,德兴铜矿邀请高等院校和科研院所对开采形成的尾矿进行综合治理研究,先后利用尾矿开发生产出了艺术玻璃、建筑陶瓷、日用陶瓷、微量玻璃砖、玻璃马塞克、电焊条辅料等,目前已形成规模生产。基本实现了少废生产,为实现无废生产打下坚实的基础。在综合利用方面日本做得较为突出。以叶蜡石开采为例,日本采用分级利用法,即将含铁量低、白度高、比较纯的叶腊石用于造纸填料和涂料;将低铁、低碱的叶腊石,以其铝含量的高低用作高铝耐火材料、玻璃原料和低铝高硅耐火材料;碱质叶腊石、绢云母用作特殊耐火材料;中等质量的叶腊石用作陶瓷原料,而一般叶腊石用作农药载体等。这样既充分利用了叶腊石资源,又可形成叶腊石系列产品,更为主要的是弥补了该国滑石资源的不足,适当减少了进口滑石量。又如西德的粘土矿也是按不同质量开拓各种用途,即是用高铝粘土作耐火材料,将低铁粘土生产浅色瓷、建筑瓷砖;用铁、钛含量高的粘土生产彩色贴面砖、地板砖、墙地砖等,将劣质土加上适量的锯末或泡沫塑料制作空心砖。这些做法充分体现了“优质优用,劣质低用”的原则。非金属矿物的综合利用特性尤为明显地表现在既可以以一种矿物的不同特性开发出专利产品,又可以利用不同的矿物原料开发同一种功能、用途的产品。由此可见非金属矿物的综合利用潜力是很大的。3.2陶瓷原料资源的开发传统的陶瓷原料开采量越来越大,导致原料资源急剧减少,开辟新的陶瓷原料资源已成为当务之急。近些年来,陶瓷科技工作者在此方面做了大量的工作,并取得了可喜的成绩。3.2.1透辉石的特性透辉石是链状结构的硅酸盐矿物,属单斜晶系,其化学通式为CaO·MgO·2SiO2,结构式CaMg[Si2O6],即二节链结构。透辉石的化学组成为CaO25.9%、MgO18.5%、SiO255.6%,所含杂质为Fe、Al、Cr、Mn、V等。透辉石晶体形态多为短柱状、针状、粒状、放射状等。透辉石颜色为:灰色、淡绿色、浅灰色、浅黄色、灰白色等,外观具有玻璃光泽。透辉石伴生矿物有硅灰石、石榴石、符山石、方解石、透闪石等。透辉石的物理性质:比重:3.27～3.38(理论值为3.30);硬度:5.5～6;加热时变形温度为1170℃(收缩温度);软化温度为1280℃;熔融温度为1290℃;纯的熔融温度为1391℃。透辉石的产地主要有湖北宜昌、河北唐山、山东福山、四川乐山等地。透辉石的工艺特性:(1)热反应小,收缩小,平均收缩在0.5%以下。(2)热膨胀系数小,且与温度成线性关系,α20～800℃为6.5×10-6℃-1,有利于快速烧成。(3)能与其他原料组成四元配方(Ca-Mg-Al-Si),降低烧成温度,热稳定性好。(4)吸湿膨胀小。3.2.2透闪石的特性透闪石也是链状结构,与透辉石不同的是其为双链结构,属单斜晶系,亦是典型的接触变质硅酸盐矿物。其化学通式为:2CaO·5MgO·8SiO2·H2O结构式Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2,透闪石理论化学组成:CaO13.8%、MgO24.8%、SiO259.2%、H2O2.2%。透闪石的晶型主要为放射状或纤维状集合体,透闪石的外观色泽为青灰色、灰白色等。透闪石的比重为3.02;硬度为5～6。透闪石的差热曲线和缓,仅在1150℃有一个小的吸热谷,这是脱去结晶水所致。透闪石的产地主要有湖北、吉林、陕西、江西等省。透闪石的工艺特性(1)热膨胀系数较小,且与温度成线性关系,使烧成稳定性变好。(2)烧成收缩小,体积变化小。(3)吸湿膨胀小。3.2.3设置晶及各类形态矿物珍珠岩是一种酸性火山岩浆喷出冷凝的玻璃质熔岩。其中含有数量不等的透长石、石英的斑晶和各种形态的雏晶,以及隐晶质矿物,如角闪石、刚玉、叶腊石、黑云母等。珍珠岩的化学组成如表1。珍珠岩的收缩温度:1025℃;珍珠岩的软化温度:1175℃;珍珠岩的熔融温度:>1500℃。具有烧成温度低、烧成范围宽的特点,可替代长石作熔剂使用。3.2.4原料中金属酶的组分霞石正长岩是一种全晶质侵入岩、深成岩的代表岩石,属中性碱性岩类。由霞石、微斜长石、钠长石组成,并含有数量不一的镁铁质和伴生矿物。比重2.61,硬度5～6,折射率1.53,pH值9.6,熔点1250～1270。粗～中粒结构,块状构造。一般为浅灰或红色,受风化影响的岩石,可呈浅黄、黄褐和灰褐等色。它以其SiO2不饱和、Al2O3、碱质(Na2O、K2O)含量高,矿物组合中出现类长石矿物为特征,而与花岗石、正长岩相区别。按化学成分,它是一种贫硅、富碱的结晶质岩石,SiO2含量一般在50%～60%之间,常少于岩浆岩的平均SiO2含量。霞石正长岩主要矿物有:霞石(钙霞石)、斜长石(钠长石或钙长石)、钾长石,少量碱性辉石、角闪石(或含Na的钠闪石和霓辉石、霓石等)、菱镁矿、黑云母、黄铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿等。岩石中的铁90%以上分布在以黑云母、(霓)辉石为代表的暗色矿物(含铁硅酸盐)中。典型的霞石正长岩矿物组成(wt%)为:霞石22,钠长石54,微斜长石20,镁铁质矿物(黑云母、磁铁矿等)4。霞石正长岩在陶瓷坯釉中的作用:主要有在陶瓷坯料中用霞石正长岩代替部分或全部长石,起熔剂的作用,显著降低坯体的烧成温度,扩大烧结范围,降低烧成收缩;在釉中引入霞石正长岩,高温下形成的熔体较长石熔体的热膨胀系数低,可降低釉面的膨胀系数,提高坯釉适应性。霞石的用量范围较宽,一般在10%～50%。另外,除了上述介绍的几种原料外,还有早已使用的硅灰石。此外,伟晶花岗岩、绢英石、角闪石、辉绿岩等,亦可用作陶瓷原料。上述的原料均属于节能型原料。3.3已成为拓展研究之问题我国工业废料相当多,转变它们的资源属性,使其成为有用之材已成为当务之急。工业废料中有相当一部分可以成为无机非金属原料,可以用于建筑卫生陶瓷生产,目前得到较多研究与推广应用的有煤矸石、粉煤灰、硫酸废渣、磷矿渣、铜尾矿、高炉矿渣等。3.3.1煤石的利用价值煤矸石是采煤生产加工过程中产生的固体废弃物,我国每年煤矸石的排放量相当于当年煤炭产量的10%左右,目前积存煤矸石累计已达30亿吨,每年还新增1亿吨,是我国排放量最大的工业固体废弃物之一,每吨煤矸石的基建和运输管理费平均为8元,由此可见每年还得花费巨资来进行管理。充分得用煤矸石是我国的长期技术政策之一。煤矸石的化学组成与矿物组成由于煤矿的成因和地质条件不同而有很大差异,一般以高岭石、伊利石和石英为主要矿物,另含少量的黄铁矿、云母,细粉碎后有一定的可塑性。煤矸石工艺物理性质如下。(1)页岩差异构模型煤矸石必须经细碎后才表现出弱可塑性,煤矸石中砂岩塑性较页岩差。混合煤矸合经粉碎至250目筛筛余>2%后,其可塑指标可达2.8～3,相应含水率为23～25%,如果进一步细碎至300目筛筛余<2%,则塑性会更大。(2)施工包装随煤矸石的颗粒的比表面增大,煤矸石泥团基本可以塑性成型时,泥浆粘度在1.1左右,可用于注浆成型。(3)含砂岩多的石、砂岩多石硬度煤矸石中的砂岩的真比重和硬度较页岩的大,所以,各地矸石硬度差异很大,含页岩多的矸石硬度在2～3,含砂岩多的矸石在4～5之间。混合煤矸石的真比重一般在2.6左右,其自然休止角在40～50度间。(4)收缩性煤矸石塑性低,收缩也就较小,一般线收缩在2.5～3%,烧结后的线收缩在2.2～2.4%,相应吸水率在17～19%。(5)膨胀温度煤矸石的烧结温度一般在1050℃左右,900℃左右为一次膨胀,1120℃至1160℃时收缩最小,温度继续上升至1160℃以上时产生二次膨胀,由固相转为固液相或完全融熔。(6)脱碳过程的脱碳过程煤矸石的脱碳温度一般总是低于最佳烧结温度,最佳脱碳温度常发生在1000℃上下,最低脱碳时间为200—250分钟,在整个脱碳过程中,应保持氧化气氛。(7)碱土金属对al2o3和sio煤矸石属于中低耐火材料,一般耐火度在1300～1350℃,这主要取决于化学组成,从相图角度看,若含Al2O3和SiO2高则熔点高,若含碱金属和碱土金属高则熔点就低。3.3.2黄磷矿渣的生产磷矿渣是制磷的副产品,其主要成分类似于硅灰石。2Ca3(ΡΟ4)2+6SiΟ2+10C→6CaSiΟ3+10CΟ+4Ρ2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C→6CaSiO3+10CO+4P一般情况下,产生一吨黄磷,可附生产出7.5吨磷矿渣,化学组成为SiO241～44%,CaO43～47%,可以用作生产釉面砖,当熔剂使用。目前,山东、辽宁、浙江等地已有使用。为了使上述反应能充分进行,一般情况下,添加的C会超过10mol。因此,磷矿渣中常含有未参与反应的C,会影响制品的质量(这是由于在高温下,C的氧化会产生气体)。3.3.3主要化学组成高炉矿渣是由炼铁时产生的废弃物,经水淬形成的废渣主要组成为:以玻璃相为主,并含部分钙铝黄长石、硅灰石和钙长石等矿物,主要化学组成见表2。这类似于硅灰石的化学组成,我国的鞍山等地亦利用高炉矿渣生产出优质的面砖。3.3.4粉煤灰的性质我国是世界燃烧煤发电第一大国,排出的粉煤灰是世界之冠。1997年粉煤灰的总排放量已达1.6亿吨,到本世纪初已达1.9亿吨,目前利用率约在30%,主要用于筑基和回填,建材业所用不多,每年有一亿多吨未能利用的粉煤灰,储存于灰库中。如今,贮存一吨粉煤灰的建库费和运行费约需10～100元,粉煤灰用于筑路,又受地区、时间的限制,使用不均衡。因此,必须利用粉煤灰生产适合建筑业需要的墙体及砖体材料。武汉青山热电厂的粉煤灰容重为639kg/m3,矿物组成为:玻璃相70～80%,石英少量,莫来石少量。化学组成见表3。根据粉煤灰的矿物组成和化学组成,可知粉煤灰完全可以用于生产陶瓷墙地砖,目前国内有一些企业已利用粉煤灰生产出合格的陶瓷墙地砖制品。3.3.5磷尾矿对白云石的吸附磷尾矿是开采磷矿的副产物,其主要构成矿物为白云石,坯体中加入磷尾矿后,在烧成温度>900℃时,白云石的分解物CaO、MgO与坯体中的SiO2反应生成透辉石,显著降低吸湿膨胀。3.3.6iii2、il生产硼砂排出的废渣,主含MgO、SiO2、IL大,主要矿物为蛇纹石、菱镁矿、硼镁铁矿、石英等,具有中等可塑性。某厂的硼泥化学组成见表4。3.3.7铜渣这是浮选铜精矿所废弃的一次尾砂,无可塑性,无收缩、主要化学组成见表5。可部分取代石英和长石。3.3.8数杂粮的化学成分荧石的主要化学组成是CaF。为白、红、蓝、绿、紫等各种色调的透明岩石。自然界中存在的荧石多数夹杂有氧化物、碳酸钙、氧化铁和氧化铝。其熔点为1230℃,具有较强的助熔作用,是釉料中的助熔剂原料。由荧石矿渣开采加工后形成的荧石矿渣,其化学成分见表6。从化学组成来看,荧石的主要组成是硅酸钙,所以可以替代硅灰石,用于配制墙地砖的坯料,也可以用作瓷砖釉料的助熔剂材料。3.3.9作为墙地砖原料开采黄金的尾矿、炼钒的废渣、炼锑的炉渣、炼硫酸的废渣和炼硫磺的废渣等均可用作生产墙地砖的原料。采用上述的新型陶瓷原料和工业废渣来生产制造墙地砖,可以大大地降低对非金属矿的开采和依赖,既充分利用了资源,又保护了大自然的平衡生态环境。3.4开采、粉碎、均化清洁化坯料制备是困扰我国建筑陶瓷行业发展的又一方面。目前虽有企业在进行清洁化坯料制备的尝试,但尚未取得突破性的进展。要实现清洁化坯料制备,就要实现原料制备的标准化工作,目前可根据我国的现实情况,不要求一步到位。对于大型企业可以买下矿山的经营权,由自己来开采。在开采时,根据矿山的地质特点分层开采、分段开采,然后按成分和性能的差异程度分档次混合堆放,一些高档次的原料还可以在进一步的精选、淘洗过程中混合均化。在企业内部可先实现原料均化,即一次性存储可以生产半年以上的原料,同时每种原料至少有两个仓位,以便轮换使用。每次购进的原料在仓库内要平铺堆放,使用时,垂直切割取料。可以借鉴国外先进的坯料制备技术,在湿法制备坯料时,可以将各种原料分别球磨,其目的是根据不同的原料制定不同的球磨制度,以求每种原料均达到最佳的球磨效果,然后可根据浆料的比重进行配料,对浆料进行混合后再行均化,最后送去制粉。今后在大型产瓷区可以集中力量,建成大型的原料制备企业,逐步向生产企业提供规范化、系列化、专业化、标准化的陶瓷坯料与釉料。3.5加强劳压、减噪和清洁化的管理在企业进行生产时,均有生产工艺控制点,但并不是说有了生产控制点,就一定会减少缺陷。这主要是因为一些企业的生产控制点设置不合理,或是控制点太少;也有一些企业的生产控制点是写在纸上供人看的,并没有落实在行动上。在企业生产线上可以采取下列具体措施:一是加强工业卫生管理,杜绝或减少碎片或粉尘掉落地面,凡是需要运行的设备关键点均需加盖或加罩,以防污染粉料,同时加强对噪音的管理控制,对噪声源进行消噪与降噪处理;二是增加质量控制点,派专人负责,落实在行动上;三是随时进行观察,注意新的情况,出现问题立即解决;四是采用新的生产工艺技术与装备,减少一些不必要的生产工序,减少产生缺陷的环节;五是加强对一线工人的培训,要使每一个人都清楚自己的工作岗位的重要性,不能将工人只当作一个简单的操作者。同时要研究开发并推广使用符合“清洁化”要求的陶瓷机械设备、生产工艺。重视在更新设备、改进工艺过程中的生产环境和自然环境的保护,加强生产设备、工艺的清洁化改造。改革湿法生产工艺,努力向干法生产工艺过渡,从而节约大量能源,减少有害气体和废水的排放,减少生产设备和废物处理设备的投资,是陶瓷清洁生产的重要措施。目前干法制粉工艺在川渝地区的建筑陶瓷厂应用已比较成熟,300余家陶瓷企业大多数采用干法生产工艺。3.6制备成分配废水实现清洁生产,废水是不能随便排放的。建筑陶瓷厂的废水主要来自原料车间、成型车间和抛光车间,它们是:冲洗矿石原料用水,放浆时跑浆冲洗用水,制粉冲洗地面用水,成型车间冲洗地面用水,抛光冷却用水等。这此废水的特点是都含有微细的固体颗粒,除了抛光废水里含有一些研磨体的组成外,其他的固体颗粒基本上都是硅酸盐的混合体。废水的处理主要是经平流式沉淀池沉淀,去除较粗颗粒,然后泵入快速凝聚装置进行处理,去除微细颗粒,清水进入清水池中加压后送往车间使用。凝聚装置的选用需要考虑凝聚效果、凝聚时间、沉淀性能和经济性。目前常用的沉淀剂有硫酸铝、聚合氯化铝。3.7烟气的净化建筑陶瓷企业的废气主要有两类,一类是含有粉尘的气;另一类是来源于窑炉、热风炉及干燥器产生的烟气。含有粉尘的气体主要产生于制粉工序与成型工序。改善的有效办法是将开放式生产为封闭式生产,即凡是会产生粉尘的工序,尽可能实现封闭式生产,若不能实现封闭式生产,可以加装脉动微震除尘器进行除尘,对于局部粉尘浓度高的区域可以选用水膜、水浴或电除尘器等进行除尘。传输过程,可变敞开体系为封闭体系,杜绝粉尘飞扬。既可以改善工人工作条件,又可以提高产品质量。不同的燃料与不同的燃烧方式以及不同的产品,产生的烟气中的有毒气体是不相同的。在建筑陶瓷常用的熔块中,大多数企业在配方中加入了一定数量的铅,在熔制过程中会排放出有毒气体,对此可以利用化学吸附法去除铅蒸汽,即用0.25%～0.3%稀醋酸进行化学吸收。窑炉在烧成过程中产生的烟气既含有固体微尘,又含有有害气体,因此对烟气的处理要兼顾两方面,通过使用旋风除尘器与袋式除尘器除去固体微尘。但实践证明用这两种方法,作用不是很大,对于粒径很小的(10μm以下)微尘需用湿法才能除去,常用的方法有淋水法与吸附法。为了强化除尘效果,需在吸附液中加入少量的活性剂,用于改善碳粒等微尘的疏水法,才能较好地被吸附。对于烟气中所含的SO2等有关酸性气体,可用钠钙双碱法除去。在启动时以纯碱液吸收SO2,在净化装置内,当烟气和吸收液发生复杂的传质过程时,SO2、NOx与吸收液中的碱性物质发生酸碱中和反应,生成无害化的盐和水,从而把有害气体去除。吸收液用石灰再生。纯碱溶液在启动后,其中的CO2-32−3基本被去除,吸收液再生后,循环使用。循环过程中的主要化学反应过程如下。脱疏过程:Νa2CΟ3+SΟ2→Νa2SΟ3+CΟ22ΝaΟΗ+SΟ2→Νa2SΟ3+Η2ΟΝa2SΟ3+SΟ2+Η2Ο→2ΝaΗSΟ3此反应在净化装置内完成,生成废液流入循环沉淀池进行再生过程:2ΝaΗSΟ3+Ca(ΟΗ)2→Νa2SΟ3+CaSΟ3+2Η2ΟΝa2SΟ3+Ca(ΟΗ)2→2ΝaΟΗ+CaSΟ3此反应在循环沉淀池中完成,生成的CaSO3与灰渣共沉在池中。再生水的pH值由加入的石灰乳控制,经精确计算和测试控制在9左右,适时补充一定量的活化液和Na2CO3溶液以维持再生洗涤吸收液中的Na+、活化剂的浓度,确保消烟